1、天线基本知识-3-18解析
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因为馈线的特性阻抗为纯电阻（通常为50欧姆），为匹配，应设
波长
1/4波长
1/2波长 1/4波长 1/2波长 一个1/2波长的对称振子 在 800MHz 约 200mm长 400MHz 约 400mm 长 振子
半波振子上的电流及电压分布
3.2
天线的输入阻抗
天线和馈线的连接端，即馈电点两端输入电压与输入电流
之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。
波长
１ .２
无线电波的极化
无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律 而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向 称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就 称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为 水平极化波。
甚麽是天线?
• 把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... • 收集无线电波并产生电信号
传播的。空间波一般只能沿直线方向传播到直接可见的地方。在
直视距离内超短波的传播区域习惯上称为“照明区”。在直视距 离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。
直视距离和发射天线以及接收天线的高度有关系，并受到地球曲率半径的
影响。由简单的几何关系式可知
AB＝3.57(√HT+√HR)(公里) 由于大气层对超短波的折射作用，有效传播直视距离为 AB＝4.12 (√HT+√HR)(公里)
A 发射天线高HT
RT
O'
Baidu NhomakorabeaRR
B 接收天线高HR
2.1 超短波传播—直射波与反射波
A 发射天线高HT
RT
O'
RR
B 接收天线高HR
2.2
电波的多径传播
电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、 森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此， 到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这 种现象就叫多径传输。 由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动 很大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发 生变化，因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号 场强减弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不 同。例如：钢筋水泥建筑物对超短波的反射能力比砖墙 强。我们应尽量避免多径传输效应的影响。同时可采取 空间分集或极化分集的措施加以对应。
真空的相对介电常数很接近，略大于１。
因此，无线电波在空气 中的传播速度略小于光速， 通常我们就认为它等于光速 。
电磁波的传播
振 子
磁场
电场 电场 电波传输方向
磁场 电场
无线电波的波长、频率和传播速度的关系
可用式 λ＝Ｖ/ｆ 表示。 式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫芝； λ为波长，单位为米。 由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒 质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。 我们通常使用的聚四氟乙烯型绝缘同轴射频电缆其相对介 电常数ε`约为2.1 ，因此，Ｖ ε≈Ｃ/1.44 ，λε≈λ/1.44 。
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
1000mW (即1W)
1mW
2
超短波的传播
无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同。目前GSM和
CDMA移动通信使用的频段都属于 UHF （特高频）超短波段，其高
端属于微波。
2.1 超短波和微波的视距传播 超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面波衰减很快。 因此也不能依靠地面波作较远距离的传播，它主要是由空间波来
3
天线辐射电磁波的基本原理
导线载有交变电流时，就可以形成电磁波 的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关 .
如果导线位置如由于两导线的距离很近，且两导线所产生的电流 反向，则其产生的场强几乎可以抵消，因而辐射很微弱。如果将 两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生 的电流方向相同，因而辐射的场强同方向叠加。
。
天线形成方向性的基本原理—波程差
• 基本振子—最小的天线单元(一根无限短的导线） • 基本振子不是向空间均匀辐射（热球、声球） • 沿导线两端方向不辐射，垂直导线方向辐射最强
基本振子辐射立体图
天线可视为一个四端网络
同轴线变化为天线
3.1 对称振子
两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一 波长 ,称为半波振子。全长与波长相等的振子，称为全波对称振 子。将振子折合起来的，称为折合振子。
天
线
基
本
知
识
肖良勇 教授、董事长、首席科学家
西安海天天线科技股份有限公司 2009年3月
目 录
1、无线电波的基本知识 2、超短波的传播 3、天线辐射电磁波的基本原理 4、关于传输线的几个基本概念 5、典型的移动基站天线技术指标综述 6、通信距离方程 7、电磁波安全标准 8、基站天馈系统
１
１．１
无线电波的基本知识
Blah blah blah bl ah
1.3
天线的极化
天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向
垂直极化
水平极化
+ 45度倾斜的极化
- 45度倾斜的极化
双极化天线
两个天线为一个整体 传输两个独立的波
V/H (垂直/水平)
倾斜 (+/- 45°)
1.4
(极化)隔离
隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极 化中出现的比例
无线电波 什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式， 在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时 这两者又都垂直于传播方向。
无线电波有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。
无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无 线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用Ｃ＝３００００ ０公里／秒表示。在媒质中的传播速度为：Ｖ ε` ＝Ｃ/√ε， 式中ε`为传播媒质的相对介电常数。空气的相对介电常数与
多径传播与反射、绕射
用分集接收改善信号电平
空间分集（单极化天线） 极化分集 （双极化天线）
2.３
电波的绕射传播
电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物， 再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。超短波的绕射能力较 弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区”。信号质量受 到影响的程度不仅和接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度 有关，还和频率有关。程度的减弱。也就是说，频率越高，建 筑物越高、越近，影响越大。相反，频率越低，建筑物越矮、 越远，影响越小。 因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑 对绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。
波长
1/4波长
1/2波长 1/4波长 1/2波长 一个1/2波长的对称振子 在 800MHz 约 200mm长 400MHz 约 400mm 长 振子
半波振子上的电流及电压分布
3.2
天线的输入阻抗
天线和馈线的连接端，即馈电点两端输入电压与输入电流
之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。
波长
１ .２
无线电波的极化
无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律 而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向 称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就 称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为 水平极化波。
甚麽是天线?
• 把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... • 收集无线电波并产生电信号
传播的。空间波一般只能沿直线方向传播到直接可见的地方。在
直视距离内超短波的传播区域习惯上称为“照明区”。在直视距 离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。
直视距离和发射天线以及接收天线的高度有关系，并受到地球曲率半径的
影响。由简单的几何关系式可知
AB＝3.57(√HT+√HR)(公里) 由于大气层对超短波的折射作用，有效传播直视距离为 AB＝4.12 (√HT+√HR)(公里)
A 发射天线高HT
RT
O'
Baidu NhomakorabeaRR
B 接收天线高HR
2.1 超短波传播—直射波与反射波
A 发射天线高HT
RT
O'
RR
B 接收天线高HR
2.2
电波的多径传播
电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、 森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此， 到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这 种现象就叫多径传输。 由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动 很大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发 生变化，因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号 场强减弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不 同。例如：钢筋水泥建筑物对超短波的反射能力比砖墙 强。我们应尽量避免多径传输效应的影响。同时可采取 空间分集或极化分集的措施加以对应。
真空的相对介电常数很接近，略大于１。
因此，无线电波在空气 中的传播速度略小于光速， 通常我们就认为它等于光速 。
电磁波的传播
振 子
磁场
电场 电场 电波传输方向
磁场 电场
无线电波的波长、频率和传播速度的关系
可用式 λ＝Ｖ/ｆ 表示。 式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫芝； λ为波长，单位为米。 由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒 质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。 我们通常使用的聚四氟乙烯型绝缘同轴射频电缆其相对介 电常数ε`约为2.1 ，因此，Ｖ ε≈Ｃ/1.44 ，λε≈λ/1.44 。
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
1000mW (即1W)
1mW
2
超短波的传播
无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同。目前GSM和
CDMA移动通信使用的频段都属于 UHF （特高频）超短波段，其高
端属于微波。
2.1 超短波和微波的视距传播 超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面波衰减很快。 因此也不能依靠地面波作较远距离的传播，它主要是由空间波来
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天线辐射电磁波的基本原理
导线载有交变电流时，就可以形成电磁波 的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关 .
如果导线位置如由于两导线的距离很近，且两导线所产生的电流 反向，则其产生的场强几乎可以抵消，因而辐射很微弱。如果将 两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生 的电流方向相同，因而辐射的场强同方向叠加。
。
天线形成方向性的基本原理—波程差
• 基本振子—最小的天线单元(一根无限短的导线） • 基本振子不是向空间均匀辐射（热球、声球） • 沿导线两端方向不辐射，垂直导线方向辐射最强
基本振子辐射立体图
天线可视为一个四端网络
同轴线变化为天线
3.1 对称振子
两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一 波长 ,称为半波振子。全长与波长相等的振子，称为全波对称振 子。将振子折合起来的，称为折合振子。
天
线
基
本
知
识
肖良勇 教授、董事长、首席科学家
西安海天天线科技股份有限公司 2009年3月
目 录
1、无线电波的基本知识 2、超短波的传播 3、天线辐射电磁波的基本原理 4、关于传输线的几个基本概念 5、典型的移动基站天线技术指标综述 6、通信距离方程 7、电磁波安全标准 8、基站天馈系统
１
１．１
无线电波的基本知识
Blah blah blah bl ah
1.3
天线的极化
天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向
垂直极化
水平极化
+ 45度倾斜的极化
- 45度倾斜的极化
双极化天线
两个天线为一个整体 传输两个独立的波
V/H (垂直/水平)
倾斜 (+/- 45°)
1.4
(极化)隔离
隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极 化中出现的比例
无线电波 什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式， 在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时 这两者又都垂直于传播方向。
无线电波有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。
无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无 线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用Ｃ＝３００００ ０公里／秒表示。在媒质中的传播速度为：Ｖ ε` ＝Ｃ/√ε， 式中ε`为传播媒质的相对介电常数。空气的相对介电常数与
多径传播与反射、绕射
用分集接收改善信号电平
空间分集（单极化天线） 极化分集 （双极化天线）
2.３
电波的绕射传播
电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物， 再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。超短波的绕射能力较 弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区”。信号质量受 到影响的程度不仅和接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度 有关，还和频率有关。程度的减弱。也就是说，频率越高，建 筑物越高、越近，影响越大。相反，频率越低，建筑物越矮、 越远，影响越小。 因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑 对绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。